Leichtbeton-3D-Druck. Additive Fertigung von multifunktionalen, monolithischen Wandelementen durch Extrusion von Leichtbeton.

Abstract

Gegenstand des Vorhabens der Forschungspartner TU München, HeidelbergCement, Züblin, Knauf PFT und Poraver war die Entwicklung eines neuartigen industriellen Bauverfahrens für die automatische und schalungsfreie Herstellung von individuell geformten Bauelementen aus unbewehrtem Leichtbeton. Bei der vorgeschlagenen Lösung handelt es sich um ein additives Fertigungsverfahren („3D Druck“) in der Verfahrensvariante Extrusion. Aus den von einem Industrieroboter geführten Düsen wird das Material in schmalen Strängen ausgebracht; mehrere Stränge bilden eine Schicht des aus einer Vielzahl von Schichten bestehenden Bauteils. Das in dem Prozess zum Einsatz kommende Druckmaterial ist ein Leichtbeton mit Blähglasgranulat und einem speziell für den Druckprozess optimierten Zement. Die Eigenschaften des extrudierten Frischbetons werden auf Basis eines rheologischen Konzepts in Abhängigkeit der Druckgeschwindigkeit gesteuert. Das Verfahren erlaubt die Ausbildung von Vor- und Rücksprüngen in der Bauteiloberfläche, sowie von filigranen Hohlraumstrukturen und Kanälen, welche für eine Gradierung und Funktionalisierung des Bauteilquerschnitts genutzt werden können. Hauptanwendungsgebiet der Technologie sind somit strukturell und bauphysikalisch optimierte, multifunktionale Außenwandelemente ohne zusätzliche Wärmedämmung.